Dois buracos negros no centro da Via Láctea? Novo estudo sugere que isso aconteceu no passado

Observações astronômicas mostram que praticamente todas as galáxias possuem um buraco negro supermassivo em seu centro. Esses buracos negros podem ter massas que variam de milhões a bilhões de vezes a do Sol. Há evidências de que eles tem uma correlação com a evolução das galáxias que eles estão, além de exercer uma interação gravitacional em estrelas que estão próximas.

Essas estrelas próximas dos buracos negros supermassivos, muitas vezes, servem como evidências como no caso de Sagitário A*, ou Sgr A*, o buraco negro da Via Láctea, que foi observado através dos movimentos de estrelas. Apesar da certeza sobre a existência desses buracos negros, ainda não sabemos como eles chegaram até lá e como cresceram tanto. Diversas missões, como a do próprio telescópio James Webb, tentam obter dados para entender como esses objetos surgiram.

Um novo artigo publicado na The Astrophysical Journal Letters argumenta que, no passado, a Via Láctea pode ter abrigado não apenas um, mas dois buracos negros em seu centro. A ideia é que o segundo buraco negro teria vindo de uma galáxia anã que foi engolida pela Via Láctea. Com o tempo, os dois buracos negros podem ter interagido e se fundido, o que explicaria alguns episódios de atividade do Sgr A*.

Sgr A*

O buraco negro supermassivo do centro da Via Láctea é chamado de Sagitário A* ou Sgr A*. Ele tem uma massa estimada em cerca de 4 milhões de vezes a do Sol e sua presença foi confirmada através do estudo da movimentação de estrelas ao seu redor. Essa descoberta de Andrea Ghez recebeu prêmio Nobel em 2020. Porém, o Sgr A* é um buraco negro relativamente inativo, pois consome pouca matéria em comparação com buracos negros ativos em outras galáxias.

Mesmo sendo pouco ativo, o Sgr A* ainda influencia a dinâmica do núcleo da Via Láctea e pode ter tido períodos de maior atividade no passado. Observações, como de regiões nas Nuvens de Magalhães, sugerem que ele emitiu jatos relativísticos há alguns milhões de anos e é possível que ele volte a ser inativo caso matéria caia em direção a ele. Atualmente, o EHT observa continuamente o Sgr A* mesmo com atividade baixa.

Estrelas hipervelozes

Outra forma de estudá-lo é observar as estrelas que orbitam ele e estão mais próximas, como a estrela S2. Essas estrelas muitas vezes são chamadas de estrelas hipervelozes porque se movem a velocidades extremamente altas. Dependendo da velocidade, elas alcançam até mesmo velocidade de escape da Via Láctea e podem ser ejetadas em algum tipo de evento energético. Essas estrelas, apesar de serem difíceis de observar, já foram observadas escapando da Via Láctea.

As ejeções podem acontecer através de interações gravitacionais como quando um sistema binário passa perto do buraco negro supermassivo e uma das estrelas é ejetada. A outra possibilidade é que explosões de supernovas também possam impulsionar essas estrelas a velocidades extremas e expulsá-las da galáxias. Algumas dessas estrelas podem se tornar errantes no espaço intergaláctico.

Outro buraco negro no centro da Via Láctea?

Ao estudar estrelas hipervelozes, os pesquisadores perceberam que algumas excedem o limite de velocidade de 700 km/s. Isso indica que algo pode ter acontecido no passado para que essas estrelas consigam chegar em velocidades superiores as esperadas por estrelas aceleradas pelo Sgr A* sozinho. Pra tentar encontrar resposta pra isso, pesquisadores da Universidade de Peking sugeriram a existência de um segundo buraco negro no centro.

Esse segundo buraco negro no centro da Via Láctea, seria um buraco negro de massa intermediária que teria entrado na Via Láctea há bilhões de anos. Ele teria sido empurrado até o interior da galáxia em direção ao Sgr A* e durante esse período, ele teria formado um sistema binário com o supermassivo. Juntos eles teriam causado movimentos caóticos nas estrelas ao redor e expulsando estrelas que se aproximavam do centro galáctico.

De onde veio e para onde foi?

O segundo buraco negro poderia ter surgido quando a Via Láctea capturou uma galáxia anã. É comum que galáxias maiores se fundem com galáxias anãs que as orbitam e isso já aconteceu diversas vezes. A origem mais provável desse buraco negro seria a fusão com a galáxia anã chamada de Gaia-Sausage-Enceladus. A fusão teria ocorrido há cerca de 10 bilhões de anos.

O buraco negro intermediário presente na galáxia Gaia-Sausage-Enceladus seria 300 vezes menos massivo que Sgr A*. A ideia principal é que os dois ficaram orbitando um ao outro enquanto se aproximavam lentamente até se fundirem há cerca de 10 milhões de anos. Apesar do segundo buraco negro ter sumido ao se fundir com Sgr A*, os efeitos podem ainda ser percebido como um recuo gravitacional que explica movimento do Sgr A*.

Referência da notícia

Cao et al. 2025 A Recent Supermassive Black Hole Binary in the Galactic Center Unveiled by Hypervelocity Stars Astrophysical Journa Letters